A homocistinúria é um erro inato do metabolismo dos aminoácidos causado na maioria dos casos pela deficiência na atividade da enzima cistationina-β-sintase. Como resultado da deficiência enzimática, ocorre acúmulo de homocisteína (Hcy) e metionina nos fluidos biológicos, o que leva a uma variedade de manifestações clínicas, envolvendo muitos órgãos e tecidos, mas principalmente os olhos, os ossos, o sistema cardiovascular e o sistema nervoso central. Como demonstrado por estudos em pacientes e em modelos animais, o estresse oxidativo pode estar envolvido na fisiopatologia de vários erros inatos do metabolismo. Essa condição pode ser causada por uma produção aumentada de espécies reativas, por uma falha nas defesas antioxidantes ou por ambos. Como consequência, o dano oxidativo às biomoléculas é gerado. Estudos em modelos animais demonstram que há uma relação entre Hcy e estresse oxidativo, mas poucos estudos existem avaliando o estresse oxidativo em pacientes portadores de homocistinúria. Dessa forma, o objetivo desse trabalho foi avaliar importantes parâmetros de estresse oxidativo em pacientes homocistinúricos no momento do diagnóstico, em pacientes homocistinúricos em tratamento e em indivíduos saudáveis. Nós verificamos um aumento significativo nos níveis de grupamentos carbonilas e nos níveis de malondialdeído, bem como uma diminuição significativa de grupamentos sulfidrilas e do status antioxidante total no plasma de pacientes homocistinúricos no momento do diagnóstico, em relação aos controles. Pacientes em tratamento apresentaram uma redução significativa do conteúdo de malondialdeído e das concentrações de Hcy e metionina em relação ao grupo diagnóstico. Além disso, foi demonstrada uma correlação significativa negativa entre os níveis de grupamentos sulfidrilas e as concentrações de Hcy e uma correlação significativa positiva entre os níveis de malondialdeído e as concentrações de Hcy. Posteriormente, foram verificados níveis aumentados de dano ao DNA em pacientes homocistinúricos tratados em relação aos controles. Adicionalmente, foi demonstrado pelo estudo in vitro, um efeito concentração dependente da Hcy sobre o dano ao DNA. Avaliados em conjunto, nossos resultados indicam que o estresse oxidativo pode exercer um papel importante na fisiopatologia da homocistinúria e que isso ocorre provavelmente devido às altas concentrações de Hcy encontradas nesses pacientes. Novas abordagens terapêuticas, como o uso de antioxidantes, poderia ser uma alternativa para atingir melhores resultados no tratamento de pacientes homocistinúricos. Além disso, um diagnóstico precoce e, consequentemente, um tratamento precoce, poderia evitar que os pacientes permanecessem por longo tempo submetidos à exposição de altas concentrações de Hcy. / Homocystinuria is an inherited error of metabolism of amino acids caused in most cases by deficiency of cystathionine β-synthase. As result of enzymatic deficiency, occur accumulation of homocysteine (Hcy) and methionine in biological fluids, which leads to a variety of clinical manifestations, involving many organs and tissues, but mainly the eyes, the bones, the cardiovascular system and the central nervous system. As demonstrated by studies involving patients and animal models, the oxidative stress may be involved in pathophysiology of various inherited errors of metabolism. This condition may be caused by an increased production of reactive species, by a fail in antioxidant defense, or both. Consequently, the oxidative damage to biomolecules is generated. Studies in animal models have been shown a relationship between Hcy and oxidative stress, but scarce studies exist evaluating the oxidative stress in homocystinuric patients. Therefore, the aim of this study was to evaluate important parameters of oxidative stress in homocystinuric patients at diagnosis, in homocystinuric patients under treatment and in healthy individuals. We found a significant increase of carbonyl groups and malondialdehyde levels, as well as a reduction of sulfhydryl groups and total antioxidant status in plasma of homocystinuric patients at diagnosis relative to controls. Patients under treatment presented a significant reduction of the content of malondialdehyde, Hcy and methionine concentrations relative to patients at diagnosis. Furthermore, it was demonstrated a significant negative correlation between sulfhydryl group content and Hcy levels and a significant positive correlation between malondialdehyde and Hcy levels. It was demonstrated also increased levels of DNA damage in homocystinuric patients under treatment relative to controls. Additionally, it was verified by in vitro study, a concentration-dependent effect of Hcy on the DNA damage. Taken together, our date indicate that the oxidative stress may play a important role in pathophysiology of homocystinuria, probably due to high Hcy concentrations found in these patients. New therapeutic approaches, as the use of antioxidants, could be an alternative in order to improve the results of therapy in homocystinuric patients. Furthermore, an early diagnosis and, consequently, an early treatment, could avoid that the patients remain for a long time subjected to exposure of high concentrations of Hcy.

O objetivo deste trabalho foi verificar os efeitos do treinamento físico na modulação autonômica cardiovascular e no estresse oxidativo em ratas ooforectomizadas e infartadas. Foram utilizadas ratas Wistar (200 a 230g), divididas em 4 grupos: ooforectomizado sedentário (OS, n=8), ooforectomizado treinado (OT, n=8), ooforectomizado infartado sedentário (OIS, n=8) e ooforectomizado infartado treinado (OIT, n=8). A ooforectomia (OVX) (retirada bilateral dos ovários) foi realizada no 1º dia de protocolo e o infarto do miocárdio (IM) (ligadura do ramo descendente da coronária esquerda) no 5º dia de experimento. Uma semana após a OVX os grupos treinados foram submetidos a 8 semanas de treinamento físico (TF) em esteira ergométrica, com intensidade moderada e duração progressiva (1h/dia, 5dias/sem, 50-65% da velocidade máxima de corrida no teste de esforço). O tamanho do IM foi avaliado de forma indireta pelo ecocardiograma (ECO) (no início e no final) e pelos carimbos em papel milimetrado. Ao final do protocolo foi canulada a artéria femoral para registro de pressão arterial (PA) e freqüência cardíaca (FC) nos animais acordados, através de um sistema de aquisição de dados (CODAS, 2KHz). A modulação autonômica foi avaliada através da análise da variabilidade do intervalor de pulso (IP) da pressão arterial sistólica nos domínios do tempo e da freqüência. O perfil oxidativo cardíaco foi avaliado verificando-se a lipoperoxidação (LPO), medido pela quimiluminescência (QL), pela razão glutationa reduzida/glutationa oxidada (GSH/GSSG) e pela medida das atividades das enzimas antioxidantes superóxido dismutase (SOD) e glutationa peroxidase (GPx) e pela concentração da enzima catalase (CAT). Os grupos OT e OIT apresentaram menor ganho de peso corporal quando comparados OS e OIS, respectivamente, ao final do estudo. A razão peso ventricular/peso corporal foi maior nos grupos OIS e OIT quando comparados com o grupo OS. A área do IM do ventrículo esquerdo (VE) avaliada pelo ECO foi semelhante entre os grupos infartados no início (OIS: 35,27 ± 2,9 vs. OIT: 31,33 ± 3,5%) e no final do protocolo (OIS: 36,5 ± 5 vs. OIT: 35,5 ± 5,5%), corroborando com os resultados obtidos com a medida do percentual da área do VE através dos carimbos em papel milimetrado. O TF aumentou a capacidade física dos grupos treinados quando comparados aos grupos sedentários ao final do protocolo. A pressão arterial média (PAM) foi reduzida no grupo OT (112  1,5 mmHg) em comparação ao grupo OS (122  2,4 mmHg) e foi normalizada no grupo OIT (112  2,8 mmHg) quando comparada ao grupo OIS (101 2,4 mmHg). Além disso, o grupo OT apresentou a bradicardia (342  8,4 bpm) de repouso quando comparado com o grupo OS (370  5,4 bpm). A variância do intervalo de pulso (VAR-IP) estava reduzida no grupo OIS (38,87±2,66 ms2) em comparação ao grupo OS (61,87±3,99 ms2 no OS) evidenciando um prejuízo do IM; além disso, o TF aumentou a VAR-IP nos grupo treinados em relação aos respectivos sedentários (OT: 88,90±7,74 vs. OS: 61,87±3,99 e OIT: 58,16±9,95 vs. OIS: 38,87±2,66 ms2). A banda de baixa freqüência normalizada (%BF nu) do IP estava diminuída nos grupos treinados em relação a seus respectivos grupos sedentários (OT: 6,65±1,38 vs. OS: 9,76±1,13 e OIT: 9,17±2,09 vs OIS: 13,51±2,10%). Já banda de alta freqüência normalizada (%AF nu) do IP estava aumentada nos grupos treinados em comparação aos grupos sedentários (OT: 32,58±2,72 vs. OS: 20,88±2,9 e OIT: 37,04±5,16 vs. OIS: 22,72±2,91%). O balanço simpato-vagal estava reduzido no grupo OT (0,30±0,03) em comparação ao grupo OS (0,47±0,04) e interessantemente o TF reduziu esse índice no grupo OIT (0,26±0,04) em relação ao grupo OIS (0,45±0,04) e ao OS. A variabilidade da pressão arterial sistólica (VAR-PAS) estava reduzida nos grupos treinados em comparação aos seus respectivos grupos sedentários (OT: 18,19±1,78 vs. OS: 26,79±3,2 e OIT: 16,29±1,50 vs. OIS: 24,54±3,41 mmHg2). O índice alfa se mostrou aumentado após o TF nos grupos treinado (OT: 1,02 ±0,09 e OIT: 0,96 ± 0,10 ms/mmHg) em comparação a seus respectivos grupos sedentários (OS: 0,68 ± 0,08 e OIS: 0,63 ± 0,07 ms/mmHg). O TF induziu melhora no perfil oxidativo evidenciado pela diminuição da QL nos grupos treinados (OT 7707 ± 543 e OIT: 6991 ± 1392 cps/ mg proteína) quando comparado aos sedentários (OS: 11771 ± 1479 e OIS: 11476 ± 1056 cps/ mg proteína). O TF induziu aumento na razão GSH/GSSG no grupo OT (38,04±2,48) quando comparado ao grupo OS (27,62±2,13), porém, não foi eficaz em induzir normalização na reduzida razão GSH/GSSG do grupo infartado treinado (OIT: 7,65±0,89 vs. OIS: 8,00±0,67). O IM reduziu a CAT no grupo OIS quando comparado ao grupo OS e o TF não modificou a concentração dessa enzima no grupo OT e não aumentou sua concentração no grupo OIT. A atividade da SOD estava aumentada somente no grupo OIT em comparação aos outros grupos. A atividade da enzima GPx, estava aumentada somente no grupo OT quando comparada ao grupo OS, não havendo diferença entre os grupos OS, OIS e OIT. Os resultados do presente estudo evidenciam que a o TF de baixa-moderada intensidade induz melhora hemodinâmica e na modulação autonômica de ratas submetidas à privação dos hormônios ovarianos associado ao aumento da defesa antioxidante enzimática e à melhora do estado redox. Entretanto, o achado mais importante presente estudo foi a significativa melhora hemodinâmica e autonômica em ratas OVX e IM pós TF, que foi acompanhada de redução LPO e aumento da defesa antioxidante em tecido cardíaco. Em conjunto, esses resultados reforçam o importante papel do TF como uma abordagem não farmacológica na prevenção e/ou tratamento da disfunção autonômica e redução do estresse oxidativo cardíaco de mulheres menopausadas após evento isquêmico. / The purpose of the present study was to investigate effects of aerobic exercise training in autonomic cardiovascular modulation and oxidative stress in ovariectomized infarcted rats. Female Wistar rats (200-230g) were divided into 4 groups: sedentary ovariectomized (SO, n=8) trained ovariectomized (TO, n=8), sedentary ovariectomized infarcted (SOI, n=8) and trained ovariectomized infarcted (TOI, n=8). The ovariectomy (OVX) (bilateral ovary removal) was realized on the first day of protocol and Myocardial infarction (MI) (left coronary artery ligation) on the fifth day after OVX. The maximum exercise test was performed in all groups to evaluate physical capacity. TO and TOI groups were submitted an exercise training protocol on treadmill (1hour/day; 5 days/week; 8 weeks; 50-60% maximum exercise test velocity). The size of MI was evaluated indirectly by echocardiogram (ECO) (initial and final) and by millimeter paper stamps. At the end of the protocol the arterial pressure signals (AP) were recorded and processed using a data acquisition system (CODAS, 2 KHz). The autonomic modulation was analyzed by the heart rate variability and the systolic arterial pressure variability in time and frequency domains. The oxidative profile was verified in the heart tissue by the chemiluminescence (CL), the reduced glutathione/ glutathione dissulfide ratio (GSH/GSSG), as well as by the antioxidant enzymes superoxide dismutase (SOD), glutathione peroxidase (GPx) activities and catalase (CAT) concentration. TO and TOI animals showed decreased body weigh gain when compared with OS and OIS animals. The ventricular weight/ body weight ratio was higher in infarcted rats in comparison to SO rats. Left ventricle (LV) infarction area evaluated by ECO was similar between MI groups in initial (SOI: 35.27 ± 2.9 vs. TOI: 31.33 ± 3.5%) and final evaluations (SOI: 36.5 ± 5 vs. TOI: 35.5 ± 5.5%), these results were supported by the results obtained with millimeter paper stamps realized at the end of the protocol. Exercise training was able to increase physical capacity in trained groups compared with sedentary groups at the end of protocol. Mean AP was reduced in TO group (112  1.5 mmHg) in comparison to SO group (122  2.4 mmHg mmHg) and was normalized in TOI group (112  2.8 mmHg) when compared with SOI group (101 2.4 mmHg). The TO group presented resting bradycardia (345  9 bpm) when compared to SO group (377  6 bpm). Pulse interval variance (PI-VAR) was reduced in SOI group (38.87±2.66 ms2) in comparison with SO group (61.87±3.99 ms2), evidencing an impairment after MI. On the other hand, exercise training increased PI-VAR in trained groups when compared to respective sedentary groups (TO: 88.90±7.74 vs. SO: 61.87±3.99 and TOI: 58.16±9.95 vs. SOI: 38.87±2.66 ms2) Normalized low frequency band of pulse interval (%LF) was diminished in trained groups when compared with sedentary groups (TO: 6.65±1.38 vs. SO: 9.76±1.13 and TOI: 9.17±2.09 vs. SOI: 13.51±2.10%). The normalized high frequency band of pulse interval (%HF) was increased in trained groups when compared to the sedentary groups (TO: 32.58±2.72 vs. SO: 20.88±2.90 % and TOI: 37.04±5.16 vs. SOI: 22.72±2.91%). The sympathetic-vagal balance was reduced in TO group (0.30±0.03) when compared to SO group (0.47±0.04) and exercise training reduced this parameter in TOI group (0.26±0.04) in relation to SOI group (0.45±0.04) and to SO group. The systolic arterial pressure variability (SAP-VAR) was reduced in both trained groups compared to the respective sedentary groups (TOT 18.19±1.78 vs. SO: 26.79±3.2 and TOI: 16.29±1.50 vs. SOI: 24.54±3.41 mmHg2). Alfa index was increased after exercise training in trained groups (TO: 1.02 ±0.09 and TOI: 0.96 ± 0.10 ms/mmHg) when compared with respective sedentary groups (SO: 0.68 ± 0.08 and SOI: 0.63 ± 0.07 ms/mmHg). Oxidative profile, was improved by exercise training, evidenced by reduced CL in trained groups (TO 7707 ± 543 and TOI: 6991 ± 1392 cps/mg protein) when compared with sedentary groups (SO: 11771 ± 1479 e SOI: 11476 ± 1056 cps/mg protein). Trained non infracted group showed an increase in GSH/GSSG ratio (38.04±2.48) in comparison with sedentary non infracted group (27.62±2.13) and, exercise training was not effective to increase this ratio in infracted trained rats (TOI: 7.65±0.89) when compared to sedentary infracted ones (SOI: 8.00±0.67). The IM induced a reduction in CAT and exercise training enhanced SOD. In OT group there was an increase in SOD. The results of the present study demonstrated that low-moderate intensity exercise training induced improvement in hemodynamic profile and cardiovascular autonomic modulation in rats submitted to ovarian hormones deprivation associated with an increase in antioxidant defense and improvement in cardiac redox state. However, the more important finding was the significant hemodynamic and autonomic improvement in ovariectomized infracted rats after exercise training, which was accompanied by reduced lipid peroxidation and increabse in antioxidant enzymes. These results reinforce the role of exercise training as a non pharmacological approach in the prevention and/or treatment of post-menopause women after ischemic event.

A doença renal crônica é acompanhada por um complexo de patologias que podem estar associadas à hiperprodução de radicais livres. Este estudo teve como objetivo avaliar o efeito da suplementação de ferro utilizado no tratamento da anemia renal sobre marcadores periféricos de estresse oxidativo de pacientes renais crônicos que realizam hemodiálise. Em adição, avaliar o efeito do uso da vitamina E, como antioxidante no estresse oxidativo desses pacientes. No plasma, avaliaram-se os níveis de carbonilas, nitritos e nitratos, e nos eritrócitos, lipoperoxidação por quimiluminescência (QL) e atividade das enzimas antioxidantes, superóxido dismutase (SOD), catalase(CAT) e glutationa peroxidase(GPx). Foram conduzidas avaliações em cinco sessões de hemodiálise (HD). Na primeira sessão, avaliaram-se os efeitos da HD, e o paciente não recebeu nenhum tipo de intervenção com ferro ou vitamina E. Na sessão subseqüente, foram avaliados os efeitos do ferro, e os pacientes receberam uma dose de sacarato de hidróxido de ferro III (100mg). Nas demais avaliações, foram observados os efeitos da vitamina E (400mg e 800mg), associados aos do ferro. Os dados obtidos neste trabalho mostram que uma sessão de HD não modifica os níveis de dano oxidativo a lipídios (17144±772cps/mg Hb) e proteínas (11,6±0,66 nmol/mg prot). A atividade da CAT (7,30±0,77 Pmoles/mg prot) e a atividade da GPx (4,8±0,42) não apresentaram variação significativa por até 48h após sessão de HD. A SOD apresentou um aumento significativo imediatamente após HD (Pré HD 2,1±0,44; Pós HD 4,4±0,46 U/mg prot) (p<0,0001) e estes valores retornavam aos observados antes da HD na avaliação realizada 48h após o procedimento (2,9±0,26 U/mg prot). Os níveis de nitratos não apresentaram variação significativa até 48h após HD(1,39±0,26μM), já os níveis de nitritos apresentaram aumento significativo imediatamente após HD (pré HD 0,072±0,02; Pós HD 0,172±0,04 μM)(p=0,0033), retornando aos valores iniciais na avaliação realizada 48h após HD(0,059±0,008μM). A suplementação com 100 mg de hidróxido de ferro III não modificou os níveis de dano oxidativo a lipídios e proteínas observados nesses pacientes. A vitamina E, administrada por via oral, é uma opção eficaz na redução do estresse oxidativo dos pacientes em hemodiálise. Independente da dose utilizada, a vitamina E reduziu significativamente os níveis de oxidação de lipídios (Pré HD Controle 17144±772; Pré HD VitE dose única 800mg 10997±679; Pré HD VitE 400mg/dia 12936±1008; Pré HDVit E 800mg/dia 8239±275 cps/mg Hb)(p<0,0001) e proteínas (Pré HD Controle 11,58±0,66; Pré HD VitE dose única 800mg 10,33±0,68; Pré HD VitE 400mg/dia 10,11±0,50; Pré HD VitE 800mg/dia 5,74±0,41 nmol/mg prot)(p<0,0001), sendo o uso contínuo de 800 mg/dia, por trinta dias, mais efetivo. Portanto, a adição da vitamina E, devido a sua capacidade antioxidante, foi eficiente na redução do dano oxidativo nos doentes renais crônicos em fase final da doença. / Chronic renal failure is accompanied by a complex of pathologies which may be associated to hyperproduction of free radicals. This study aimed to evaluate de effect of iron supplementation used to treat renal anemia on peripherical oxidative stress markers in chronic renal failure patients under hemodialysis. In addition, it also aimed to evaluate the effect of vitamin E as an antioxidant in the oxidative stress of these patients. In the plasma, the levels of carbonyls, nitrite and nitrate were evaluated, and in the erythrocytes, lipoperoxidation for cheminulescence (QL) and antioxidant enzyme activivites, superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT) and glutathione peroxidase (GPx). Evaluations were carried out on five hemodialysis sessions (HD). The first session evaluated the effects of HD and the patient did not receive any iron or vitamin E intervention. The subsequent session evaluated the effect of iron and the patients received an iron hydroxide saccharate III dosis (100mg). The effects of vitamin E (400mg and 800mg), associated with iron, were evaluated in the following sessions. Data obtained in this research work show that a single HD session does not modify the levels of oxidative damage to lipids (17144±772cps/mg Hb) and proteins (11.6±0.66 nmol/mg prot). CAT activity (7.30±0.77 Pmoles/mg prot) and GPx activity (4.8±0.42) did not show any significant variation until 48h after the HD session. SOD showed a significant increase immediately after HD (Pre HD 2.1±0.44; Pos HD 4.4±0.46 U/mg prot)(p<0,0001) and these values returned to those obtained before HD in the evaluation performed 48h after the procedure (2.9±0.26 U/mg prot) . Nitrate levels did not show any significant variation until 48h after HD (1.39±0.26μM), but nitrite levels showed a significant increase immediately after HD (pre HD 0.072±0.02; pos HD 0.172±0.04μM) (p=0,0033), returning to initial values when evaluated 48h after HD (0.059±0.008μM). Supplementation with 100mg iron hydroxide III did not modify the levels of oxidative damage to lipids and proteins in the patients. Vitamin E orally administered is an efficient option to reduce oxidative stress in patients under HD. Independently of the dosis used, vitamin E significantly reduced lipids oxidative levels (pre HD Control 17144±772; Pre HD VitE single dosis 800mg 10997±679; Pre HD VitE 400mg/day 12936±1008; Pre HD VitE 800mg/day 8239±275 cps/mg Hb)(p<0.0001) and proteins (pre HD Control 11.58±0.66; Pre HD VitE single dosis 800mg 10.33±0.68; Pre HD VitE 400mg/day 10.11±0.50; Pre HD VitE 800mg/day 5.74±0.41 nmol/mg prot)(p<0.0001), the use of 800mg/day continuously for a thirty-day period being more effective. Thus, the addition of vitamin E, due to its antioxidant capacity, was efficient to reduce oxidative stress in end-stage renal disease patients.

O estresse oxidativo tem um papel importante no desenvolvimento de diferentes doenças inflamatórias agudas, mas intervenções que diminuem a geração ou os efeitos das espécies reativas de oxigênio têm papel controvérsio em modelos animais e humanos. Neste trabalho avaliamos os efeitos de uma combinação de antioxidantes (N-acetilcisteína e deferoxamina) em diferentes modelos animais de doenças inflamatórias agudas: sepse induzida por ligação cecal e perfuração (CLP), insuficiência hepática aguda e lesão pulmonar aguda. No modelo de CLP os ratos tratados com antioxidantes apresentaram uma significativa redução na atividade de mieloperoxidase (como marcador de infiltração neutrofílica) e uma menor quantidade de espécies reativas ao ácido tiobarbitúrico em diferentes órgãos envolvidos na resposta à sepse.A produção mitocondrial de superóxido foi significativamente diminuída pelo tratamento antixodante. Além disto o tratamento melhora o equilíbrio entre superóxido dismutase e catalase e melhora a sobrevida dos animais submetidos a CLP. No modelo de insuficiência hepática aguda o tratamento com antioxidantes significativamente diminui o dano oxidativo hepático e no sistema nervoso central, atenua marcadores de insuficiência hepática e melhora a sobrevida dos animais. No modelo de lesão pulmonar aguda o tratamento com N-acetilcisteína e deferoxamina diminui o conteúdo de proteínas do lavado bronco-alveolar, assim como o influxo de células inflamatórias, marcadores de dano oxidativo e citocinas inflamatórias.Em conclusão, nossos dados demonstram pela primeira vez que o tratamento com N-acetilcisteína e deferoxamina é superior ao uso isolado destes antioxidantes em diferentes modelos animais de doenças inflamatórias agudas. Este efeitos é parcialmentesecundário a uma diminuição do estresse oxidativo, disfunção mitocondrial e resposta inflamatória no rato. / Oxidative stress plays an important role in the development of acute inflammatory diseases, but interventions that reduce the generation or the effects of reactive oxygen species exert controversial effects in animal models and in humans. Here we have evaluated the effects of a combination of antioxidants (N-acetylcysteine plus deferoxamine) in a murine model of polymicrobial sepsis induced by cecal ligation and puncture (CLP), in a murine model of acute hepatic failure and in a murine model of acute lung injury. In the CLP model of sepsis rats treated with antioxidants had significantly lower myeloperoxidase activity (as an index of neutrophil infiltration) and thiobarbituric acid reactive species formation in several organs involved in septic response. Mitochondrial superoxide production was significantly reduced by antioxidant treatment. Furthermore, antioxidants significantly improved the balance between catalase and superoxide dismutase activities, and improved survival to 66%. In the acute hepatic failure model, N-acetylcysteine plus deferoxamine treatment significantly attenuated hepatic and central nervous system oxidative damage, attenuated markers of hepatic failure and improves survival to 80%. In the acute lung injury model, N-acetylcysteine plus deferoxamine decreased bronchoalveolar lavage fluid protein, inflammatory cells, oxidative damage variables, and proinflammatory cytokines. In conclusion, our data provide the first experimental demonstration that N-acetylcysteine plus deferoxamine is superior to each antioxidant used alone in different animal models of acute inflammatory diseases. This effect is partially secondary to a decrease in oxidative stress, mitochondrial dysfunction and inflammatory response in the rat.

O antioxidante resveratrol, uma fitoalexina encontrada, principalmente em uvas e também em quantidades significativas em vários tipos de vinho tinto, é um promissor produto natural, com atividades antitumoral, cardioprotetora e neuroprotetora. O objetivo do presente estudo foi investigar em células de glioma C6 o efeito do resveratrol sobre proliferação celular e alguns parâmetros específicos relacionados a astrócitos (captação de glutamato, glutamina sintetase e secreção de S100B), comumente associados com o papel protetor dessas células. Além disso, foi investigado o efeito genoprotetor do resveratrol em condições de estresse oxidativo induzido por peróxido de hidrogênio (H2O2) em células C6. A proliferação celular foi significativamente reduzida após tratamento com 100 e 250 μM de resveratrol. Uma rápida incubação com resveratrol (1 h) induziu um aumento linear na captação de glutamato e na atividade da glutamina sintetase. O dano ao DNA foi medido pelo ensaio Cometa. Para investigar os efeitos do resveratrol sobre o dano ao DNA induzido por H2O2 utilizou-se dois modelos de indução de estresse oxidativo. A mudança de parâmetros gliais pode contribuir para o papel protetor de astrócitos em condições de injúria cerebral, reforçando o uso deste composto no arsenal terapêutico contra doenças neurodegenerativas e desordens isquêmicas. Resveratrol também foi capaz de prevenir o dano oxidativo ao DNA celular, provavelmente, devido a suas propriedades antioxidantes, isto pode ser importante para proteger o DNA em doenças relacionadas com estresse oxidativo. / The antioxidant resveratrol, a phytoalexin found mainly in grapes and also substantial amounts in several types of red wine, is a promising natural product with anticancer, cardio-protective and neuroprotective activities. The objective of the present study was to investigate in C6 glioma cells, the effect of resveratrol on cell proliferation, cell death and some specific parameters of astrocyte activity (glutamate uptake, glutamine synthetase and secretion of S100B) commonly associated with the protective role of these cells. Furthermore, it was investigated the genoprotective effects of resveratrol under conditions of oxidative stress induced by hydrogen peroxide (H2O2) in C6 cells. Cell proliferation was significantly decreased following treatment with 100 and 250 μM resveratrol. Short-term (1 h) of resveratrol exposure induced a linear increase in glutamate uptake and in glutamine synthetase activity. DNA damage was assessed by the comet assay. For investigate the effects of resveratrol against oxidative stress induced by H2O2 on DNA damage, two models of oxidative stress induction were used. Changes in glial activities can contribute to the protective role of astrocytes in brain injury conditions, reinforcing the use of this compound in the therapeutic arsenal against neurodegenerative diseases and ischemic disorders. Resveratrol was able to prevent oxidative damage to cellular DNA, probably, due to its antioxidant properties, it may be important in diseases for protecting against DNA damage through oxidative stress.

A dor neuropática ocorre como resultado de uma lesão ao sistema nervoso. Clinicamente, sua causa está relacionada, na maioria dos casos, ao comprometimento dos nervos periféricos, por isso a utilização de modelos animais de lesão nervosa periférica é amplamente aceita para o seu estudo. A medula espinal representa o centro de processamento primário da informação nociceptiva e a fisiopatologia da dor neuropática envolve principalmente o mecanismo de sensibilização central. Esse fenômeno é caracterizado pelo aumento na resposta das células do corno dorsal espinal aos estímulos aferentes. Diversas moléculas estão envolvidas nesse mecanismo e, recentemente, as espécies ativas do oxigênio (EAO) têm sido sugeridas como possíveis mediadores da dor neuropática. Para verificar essa relação, o presente estudo avaliou os efeitos temporais da secção do nervo ciático sobre marcadores de estresse oxidativo e nitrosativo e de defesas antioxidantes na medula espinal lombossacral de ratos, bem como a ativação da Akt. Os animais foram dividos nos grupos denervado (secção do nervo ciático), sham (o nervo foi exposto, porém, não seccionado) e controle (sem nenhum procedimento cirúrgico). Inicialmente os animais foram testados quanto à hiperalgesia térmica através do teste da placa quente. Foi demonstrado que 3 dias após a lesão, os animais sham e denervados apresentaram-se hiperalgésicos, mas aos 7 dias apenas os denervados ainda exibiam esta resposta. Aos 15 dias após a lesão, a hiperalgesia já havia sido revertida em todos os grupos estudados. As defesas antioxidantes enzimáticas foram avaliadas pela medida da atividade e da expressão das enzimas superóxido dismutase (SOD) e catalase. A atividade da catalase reduziu aos 3 e 7 dias após a cirurgia nos animais sham e denervados, e a atividade da SOD diminuiu apenas nos animais denervados no período de 7 dias após a lesão. A expressão dessas enzimas, medida por Western blot, não apresentou variações. Para a determinação de lipoperoxidação foi realizada a medida das substâncias reativas ao ácido tiobarbitúrico (TBARS), a qual não apresentou diferenças entre os grupos estudados. Esses resultados iniciais sugerem que o procedimento cirúrgico, por estimular os aferentes nociceptivos dos tecidos relacinados, é suficiente para diminuir a atividade antioxidante enzimática da medula espinal, porém, essas alterações são mais expressivas nos animais submetidos à axotomia. Após, foi realizado o estudo de outras enzimas antioxidantes, a glutationa peroxidase (GPx) e a glutationa-S-transferase (GST), e também do principal antioxidante não-enzimático, a glutationa (GSH). A atividade da GST na medula não foi alterada pela lesão nervosa, e a atividade da GPx aumentou 3 dias após a cirurgia nos grupos sham e denervado, juntamente com a redução do conteúdo de glutationa. A queda da glutationa deve ser atribuída à maior atividade da GPx, que a utiliza como substrato na redução do peróxido de hidrogênio (H2O2) a água. Nessa etapa, foi determinada ainda a expressão da óxido nítrico sintase neuronal (nNOS) e a medida dos metabólitos do óxido nítrico (NOx). A expressão da nNOS mostrou-se aumentada 7 dias após a lesão nos animais denervados. A formação de NOx foi maior nos períodos de 1, 7 e 15 dias após a axotomia. Esses resultados sustentam o envolvimento do óxido nítrico na dor neuropática. Na última parte deste trabalho foi realizada a medida da concentração do H2O2 na medula espinal, que apresentou aumento nos animais sham e denervados 1, 7 e 15 dias após a cirurgia. Também foi avaliada, por Western blot, a expressão dos adutos de Michael formados pelo 4- hidroxinonenal (HNE) e da Akt total e fosforilada. Aos 7 dias após a lesão nervosa houve um aumento na expressão da Akt total e dos adutos de Michael formados pelo HNE. A Akt fosforilada apresentou um aumento na sua expressão 1, 3 e 7 dias após a axotomia. Como o HNE é um produto da lipoperoxidação, pode-se afirmar que a lesão nervosa estimula este processo na medula espinal. A ativação da Akt, entretanto, pode ser um indicativo de proteção para as células nervosas, pois esta proteína participa de cascatas de sinalização relacionadas à sobrevivência celular. A partir do presente trabalho pode-se concluir que a estimulação nociceptiva induzida pela cirurgia causa alterações em sistemas antioxidantes como a catalase, a GSH e a GPx, bem como na produção de H2O2 na medula espinal, o que não é específico da lesão neuropática. Contudo, a dor neuropática está relacionada com a redução da atividade da SOD e o aumento na produção de HNE e de NO. Assim, após a lesão nervosa ocorre formação de EAO, as quais podem atuar como sinalizadores na modulação do processamento nociceptivo na medula espinal e, talvez, interferir em mecanismos neuroprotetores, como, por exemplo, pela ativação da Akt. / Neuropathic pain occurs as result of nervous system injury. Clinically, in almost all cases, its etiology is related to impairment of peripheral nerves. Thus, animal models of peripheral nerve injury are widely accepted to neuropathic pain studies. The spinal cord is the center of primary processing of the nociceptive information and the pathophysiology of the neuropathic pain involves mainly a central sensitization mechanism. This phenomenon is characterized by an increased response of spinal dorsal horn cells to afferent stimulus. Many molecules are involved in this mechanism and, recently, reactive oxygen species (ROS) have been suggested as putative mediators of neuropathic pain. In order to verify this relationship, the present study evaluated the temporal effects of sciatic nerve transection on oxidative and nitrosative stress markers, antioxidant defenses and Akt activation in the lumbossacral spinal cord of rats. Animals were divided in three groups: naïve, sham and sciatic nerve transection (SNT). Initially, hot plate test was performed to evaluate hyperalgesia. It was demonstrate hyperalgesia 3 days after injury in sham and SNT groups. At 7 days, only SNT animals exhibited this response and 15 days after injury the hyperalgesia was reverted in all groups. The enzymatic antioxidant defenses were evaluated by means of superoxide dismutase (SOD) and catalase activities and expression. The catalase activity was decreased at 3 and 7 days after surgery in sham and SNT group, and SOD activity was reduced only in SNT rats at 7 days after injury. No changes were observed in SOD and catalase expression, measured by Western blot. In order to evaluate lipid peroxidation (LPO), thiobarbituric acid reactive substances (TBARS) were analyzed, and no differences among the groups were shown. These results demonstrated that the injury modifies antioxidant enzymatic activity in spinal cord. Afterwards, other antioxidant enzymes, glutathione peroxidase (GPx) and glutathione-S-transferase (GST) and the main non-enzymatic antioxidant, glutathione (GSH), also were studied. GST activity was not changed after nerve injury. There was an increase in GPx activity and a decrease in GSH content 3 days after surgery in both sham and SNT groups. The decrease in GSH may be attributed to the increase in GPx activity, since GSH is necessary to reduction of hydrogen peroxide (H2O2) to water catalyzed by GPx. The expression of neuronal nitric oxide synthase (nNOS) and the determination of nitric oxide metabolites (NOx) also were conducted. nNOS expression increased 7 days after SNT. NOx production was higher at 1, 7 and 15 days after axotomy. These results emphasize the involvement of nitric oxide in neuropathic pain. In the last part of this study, the measurement of H2O2 in spinal cord was conducted, showing an increase in sham and SNT animals at 1, 7 and 15 days after surgery. It was also evaluated, by Western blot, the 4-hydroxy-2-nonenal (HNE)-Michael adducts and the total and phospho-Akt. At 7 days, there was an increase in total-Akt expression and HNE-Michael adducts. Phospho-Akt expression increased 1, 3 and 7 days after axotomy. HNE is a lipid peroxidation product, thus, may be suggested that nerve injury stimulates this process in spinal cord. However, the Akt activation may be a means of protection to nerve cells, since this protein participate of signal cascades related to cell survival. In summary, the results of present study show that the peripheral nerve injury interferes in the systems related to oxidative stress, besides activate cell survival mechanisms. In conclusion, nociceptive stimulation induced by surgery causes changes in antioxidants systems such as catalase, GSH and GPx, as well in H2O2 production in spinal cord, which is not specific to neuropathic injury. However, neuropathic pain is related with SOD activity decrease and HNE and NO production increase. Thus, after nerve injury occur ROS formation which can act as signaling molecules in nociceptive processing modulation in spinal cord and, maybe, interferes in neuroprotection mechanisms, such as Akt activation.

As anormalidades hemostáticas são comumente encontradas em pacientes com doença renal. Ambos, sangramento e estados pró-trombóticos, podem ser observados em pacientes com doença renal crônica (DRC). O principal papel das plaquetas é assegurar a hemostasia primária, a manutenção da integridade do vaso e cessar o sangramento após uma injúria. As plaquetas também estão envolvidas na trombose arterial aguda, na inflamação, na aterosclerose, e na angiogênese. Quando as plaquetas são ativadas elas se aderem à matrix endotelial onde ocorre a ativação e a liberação de agonistas secundários tais como o ATP, ADP, tromboxano A2, serotonina e outras substâncias biologicamente ativas. O ADP possui um papel crucial na ativação plaquetária, atuando em receptores P2. Está liberação pode ser responsável pela ativação, recrutamento e indução da agregação adicional de plaquetas no microambiente de lesão no vaso. Assim, o metabolismo do ADP no sangue é um importante mecanismo de regulação da função plaquetária. A NTPDase (ecto-CD39) hidrolisa o ATP e ADP extracelulares formando monofosfato de adenosina (AMP), que é subseqüentemente convertido para adenosina pela ação da enzima 5’- nucleotidase (CD73). O objetivo deste estudo foi explorar a relação entre a disfunção plaquetária na uremia com as anormalidades hemostáticas e a severidade na doença renal em pacientes com insuficiência renal crônica sob tratamento conservador ND (pacientes que não realizam hemodiálise) e HD (pacientes que realizam hemodiálise) comparando com indivíduos normais de mesma faixa etária. Os resultados demonstraram um aumento na atividade da NTPDase em plaquetas de pacientes HD (52,88%) com o substrato ATP. A hidrólise do ADP apresentou-se diminuída (33,68% e 39,75%) em HD e ND pacientes, respectivamente. Além disso, a atividade da 5’-nucleotidase mostrou-se elevada em HD (160%) e ND (81,49%) quando comparado com o grupo controle. Correlações significativas foram encontradas entre a hidrólise do ATP, ADP e AMP e os níveis plasmáticos de creatinina e uréia. Foram realizadas comparações entre o tempo de hemodiálise a que os pacientes estavam submetido e a alterações na hidrólise dos nucleotídeos ATP, ADP e AMP. Encontrou-se aumento na atividade da NTPDase com substrato ATP, diminuição com o substrato ADP e aumento da atividade da 5´-nucleotídase entre 49 e 72 meses em paciente HD. Os resultados sugeriram que as alterações na hidrólise dos nucleotídeos em plaquetas podem contribuir para anormalidades hemostáticas em pacientes com DRC, podendo realçar o risco de complicações tromboembólicas e aterosclerose acelerada em pacientes com DRC. Podemos inferir que tanto a uremia como a hemodiálise têm influência nas desordens hemostáticas apresentadas nesses pacientes, e descritas nesse trabalho. Os conhecimentos sobre estresse oxidativo e seu papel como importante cofator contribuindo para disfunção endotelial, inflamação, aterosclerose e glomeruloesclerose têm substancialmente aumentado nos últimos anos. A doença cardiovascular (DCV) é a maior causa de morte em pacientes com insuficiência renal, sendo que cerca de 50% de todas as mortes em pacientes com terapia substitutiva e que receberam transplante renal estão relacionadas a DCV. A mortalidade por DCV em pacientes com insuficiência renal é aproximadamente 9% por ano, o que chega a ser 30 vezes maior do que da população em geral. O estresse oxidativo é definido como um desequilíbrio entre a formação de espécies reativas de oxigênio (ROS) e os mecanismos de defesa antioxidante. Nos últimos anos, foi estudado o efeito biológico das ROS, e, em estudos clínicos e experimentais recentes, foram notados sinais de estresse oxidativo em pacientes renais. No entanto, a influência da uremia e do procedimento de hemodiálise não foi elucidada. Nesse estudo, avaliou-se a influência da uremia e da hemodiálise sobre o estresse oxidativo e a atividade da enzima delta aminolevulinato deidratase (δ- ALA-D) em pacientes com DRC em HD e ND comparando com o grupo controle. Observou-se um aumento na peroxidação lipídica em soro de pacientes HD e ND. O nível de TBARS em hemácias foi elevado somente em pacientes HD. A atividade da catalase mostrou-se aumentada (83,56% e 61,23%) em pacientes HD e ND, respectivamente. Neste estudo, demonstrou-se a inibição da atividade da δ- ALA-D em pacientes HD e ND quando comparado ao grupo controle. Observouse, uma correlação positiva entre δ-ALA-D e δ-ALA-D/DTT com a quantidade de hemoglobina (r= 0.55, r= 0.42), respectivamente, e também observou-se uma correlação entre δ-ALA-D e δ-ALA-D/DTT e o nível de TBARS em eritrócitos (r= - 0.54, r= -0.51), respectivamente. Além disso, uma correlação negativa foi encontrada entre δ-ALA-D ou δ-ALA-D/DTT e a atividade da enzima CAT (r= - 0.63, r= -0.5), respectivamente. Nesse trabalho, demonstrou-se que a uréia pode ser o principal fator na geração de estresse oxidativo em pacientes com DRC. Além disso, a inibição da atividade d-ALA-D foi positivamente correlacionada com níveis de hemoglobina, demonstrando o papel fundamental da enzima d-ALA-D na biossíntese do heme e no desenvolvimento de anemia em pacientes com CRF. Estudos descreveram que o acúmulo de d-ALA pode levar ao aumento do estresse oxidativo, e a diminuição da eficiência nos mecanismos de defesa celular contra as espécies reativas de oxigênio pode levar a peroxidação lipídica e também a inibição da atividade da d- ALA-D, com concomitante alteração na síntese do heme, formando assim um ciclo de destruição. Esse estudo demonstrou várias alterações em pacientes com insuficiência renal crônica, sendo que muitas delas ajudam a explicar a tendência a desenvolver doença cardiovascular precoce nesses pacientes. / Hemostatic abnormalities are commonly found in patients with renal failure. Both a bleeding diathesis and the uremic prothrombotic state may be caused by renal disease. The main role of blood platelets is to ensure primary hemostasis, which is the maintenance of vessel integrity and cessation of bleeding upon injury. While playing a major part in acute arterial thrombosis, platelets are also involved in inflammation, atherosclerosis, and angiogenesis. When platelets are undergo activation first adhere to the subendothelial matrix where they become activated and release secondary agonists such as ATP, ADP, thromboxane A2, serotonin and several other biologically active substances. ADP and ATP play a crucial role in platelet activation, acting through P2 receptors. This release may be responsible for the activation, recruitment, and induction of aggregation of additional platelets in the microenvironment. Thus, the metabolism of ADP in the blood is important for the regulation of platelet functions. NTPDase (ecto-CD39) is that hydrolyzes extracellular adenosine tri- and diphosphate (ATP, ADP) to adenosine monophosphate (AMP), which is subsequently converted into adenosine by 5’- nucleotidase (CD73). The objectives of this study were to explore the relations between platelet dysfunction in uremia with hemostatic abnormalities and the severity of kidney disease in patients with CRF under conservative treatment (nondialysed - ND) and hemodialysis (HD) treatment companing to heathy subjects with the same age. The activities of the enzymes NTPDase and 5´-nucleotidase were analyzed in platelets from patients with chronic renal failure (CRF), both undergoing hemodialysis treatment (HD) and not undergoing hemodialysis (ND), as well as from a control group. The results showed an increase in platelet NTPDase activity in CRF patients on HD treatment (52.88%) with ATP as substrate. ADP hydrolysis was decreased (33.68% and 39.75%) in HD and ND patients, respectively. In addition, 5’-nucleotidase activity was elevated in the HD (160%) and ND (81.49%) groups when compared to the control group. Significant correlation was found among ATP, ADP and AMP hydrolysis and plasma creatinine and urea levels. Patients were compared statistically according the time of hemodialysis treatment. We found enhanced NTPDase with ATP substrate and decrease with ADP substrate, and increase in 5’-nucleotidase activity between 49 and 72 months on HD patients. Our results suggest the existence of alterations in nucleotide hydrolysis in platelets, which might contribute to abnormal homeostasis in renal failure patients, thus and the enhanced risk of thromboembolic complication and accelerated atherosclerosis in patients with renal failure. Our knowledge about stimuli and sources of oxidative stress, and about its role as an important cofactor contributing to endothelial dysfunction, inflammation, atherosclerosis and glomerulosclerosis has substantially increase over the last years. Cardiovascular disease (CVD) is the major cause of death in patients with renal insufficiency, accounting for 50% of all deaths in renal replacement therapy patients and in recipients of renal transplants. Mortality from CVD in patients with renal insufficiency is approximately 9% per year, which is about 30 times the risk in the general population. Oxidative stress defines an imbalance between formation of reactive oxygen species (ROS) and antioxidative defense mechanisms. In view of the profound biological effects of ROS, in recent years numerous clinical and experimental studies focused on detection of signs of oxidative stress in renal patients. However, the influence of uremia and the hemodialysis procedure, respectively, has not been elucidated. Oxidative stress has been implicated in long-term complications including anemia, amyloidosis, accelerated atherosclerosis, and malnutrition. In this study, we studied the influence of uremia and hemodialysis on oxidative stress and δ-aminolevulinic acid dehydratase (δ-ALA-D) activity in patients with CRF on HD treatment, in patients ND and in a control group. An increased lipid peroxidation was observed in the serum of HD and ND patients, as measured by TBARS serum levels. However, erythrocytic TBARS was only elevated in HD patients. The activity of catalase was increased (83.56%, 61.23%) in HD and ND groups, respectively. This study also showed an inhibition Blood δ--ALA-D activity of HD and ND patients was significantly lower when compared with the control group. A positive correlation was also observed between δ-ALA-D or δ-ALA-D/DTT with hemoglobin (r=0.55, r=0.42), respectively, and a negative correlated were observed between δ-ALA-D or δ-ALA-D/DTT with TBARS level in erythrocytes (r= - 0.54, r=-0.51), respectively. Furthermore, a negative correlation was found between δ-ALA-D or δ-ALA-D/DTT and CAT activity (r= -0.63, r= -0.5), respectively. In this study, it was shown that uremia itself could be the principal factor in generating oxidative stress in CRF patients. Furthermore, the inhibition of d-ALA-D activity was positively correlated with hemoglobin levels, showing the fundamental role of this enzyme in heme biosynthesis and the development of anemia in patients with CRF. Studies reported that the accumulation of d-ALA may lead to increased oxidative stress. In addition an existence of a decreased efficiency in the mechanisms of cellular defense against reactive oxygen species can lead to lipid peroxidation and inhibition of the activity of d-ALA-D with concomitant change in the synthesis of heme, thus forming a cycle of destruction. This study showed several changes in patients with chronic renal failure, which may to explain the tendency to develop cardiovascular disease in these patients early.

ERO são produzidas continuamente por organismos aeróbicos. Em situações de estresse, a produção de ERO é aumentada, podendo causar a morte celular. Para manter uma concentração ideal de ERO dentro da célula, as plantas desenvolveram um complexo sistema antioxidante para proteção das membranas celulares e organelas contra os efeitos danosos causados pela ação dessas ERO sobre os tecidos vegetais. A ascorbato peroxidase (APx) é uma das principais enzimas do sistema de detoxificação de ERO nas plantas, catalisando a conversão do peróxido de hidrogênio em água, usando o ascorbato como doador de elétrons. No arroz, oito genes codificam APx. As diferentes isoformas são classificadas de acordo com a localização subcelular em citosólicas (APx1 e APx2), peroxissomais (APx3 e APx4), mitocondriais (APx5 e APx6) e cloroplastídicas (APx7 e APx8). O desenvolvimento do presente trabalho teve como objetivo geral caracterizar funcionalmente os genes de APx em arroz (Oryza sativa) com o intuito de identificar a função dos diferentes membros dessa família no controle dos níveis de ERO na planta. Foi analisado o padrão de expressão dos genes que codificam as diferentes isoformas de APx em arroz cultivado sob condições de estresses abióticos tais como o tratamento com concentrações tóxicas de alumínio, frio, seca e exposição ao peróxido de hidrogênio exógeno. Utilizando a estratégia de silenciamento por RNA de interferência (RNAi), foram produzidas construções para o silenciamento simultâneo dos genes OsAPx5 e OsAPx6 e, também, para os genes OsAPx7 e OsAPx8. Adicionalmente, foram ainda geradas construções gênicas para o silenciamento individual dos genes OsAPx7 e OsAPx8. Linhagens de arroz contendo construções RNAi para o silenciamento individual de OsAPx7 e OsAPx8 apresentaram redução de cerca de 90% na expressão relativa destes genes quando comparadas com plantas nãotransformadas. Os oito membros da família gênica APx em arroz mostraram padrão de expressão diferencial frente às condições de estresse testadas, indicando um complexo modo de regulação desses genes. / Aerobic organisms continuously produce Reactive Oxygen Species (ROS). Under stress conditions ROS production is increased and can lead to cellular death. To keep the ideal concentration of ROS inside the cells, plants developed a complex antioxidant system to protect cellular membranes and organelles against harmful effects produced by the action of these ROS. Ascorbate peroxidase (APx) is a major enzyme of the ROS detoxification system in plants, catalyzing the conversion of hydrogen peroxide into water using ascorbate as electron donor. In rice (Oryza sativa), eight genes encode APx. The different isoforms are classified according to their subcellular localization in cytosolic (APx1 and APx2), peroxisomal (APx3 and APx4), mitochondrial (APx5 and APx6) or chloroplastidic (APx7 and APx8). The general aim when developing the present work was to functionally characterize the APx genes in rice in order to identify the function of different members of this family in the control of ROS levels in the plant cell. The expression pattern of genes encoding different isoforms of APx in rice was analyzed when plants were grown under abiotic stress conditions such as under the treatment with toxic concentrations of aluminum, cold, drought and exposition to exogenous hydrogen peroxide. Using the strategy of gene silencing by interference RNA (RNAi), were produced RNAi constructs to simultaneously silence the OsAPx5 and OsAPx6 genes, and also the OsAPx7 and OsAPx8 genes. In addition, it was produced constructs to individually silence the OsAPx7 and OsAPx8 genes. Rice lines carrying RNAi to silence OsAPx7 and OsAPx8 individually presented reduction of gene expression of about 90% when compared to the expression assayed in non-transformed plants. The eight genes coding APx presented different expression patterns in response to the stress conditions tested, indicating that these genes are under a complex mode of regulation.

As nitrorredutases compreendem uma família de proteínas conservadas evolutivamente e originalmente identificadas em eubactérias. São enzimas capazes de catalisar a redução do grupo nitro e utilizam FMN (flavina mononucleotideo) ou FAD (flavina adenina dinucleotídeo oxidado) como grupo prostético e NADPH (nicotinamida adenina dinucleotídeo fosfato reduzido) ou NADH (nicotinamida adenina dinucleotídeo reduzido) como agentes redutores. As nitrorredutases podem ser encontradas em bactérias e em menor extensão em eucariotos. Dois subgrupos de nitrorredutases foram caracterizados em bactérias: oxigênio-insensível ou tipo I e oxigênio-sensível ou tipo II. Na levedura Saccharomyces cerevisiae duas prováveis nitrorredutases, Frm2p/Hbn1p foram identificadas. Em relação às enzimas pertencentes à família das nitrorredutases não se tem conhecimento sobre a sua função biológica, bem como em relação à sua posição filogenética. Tendo isso em vista, o objetivo deste trabalho é esclarecer a possível função das proteínas Frm2 e Hbn1 de Saccharomyces cerevisiae na resposta ao estresse oxidativo, bem como determinar a posição filogenética e a sua presença em outros organismos procariotos e eucariotos. Os resultados da análise filogenética mostram que bactérias possuem seqüências similares a Frm2p/Hbn1p (denominadas Nr1Ap) que formam um clado distinto dentro da família Frm2p/Hbn1p. Análises de agrupamentos hidrofóbicos (HCA) e modelagem tri-dimensional foram realizadas para comparar regiões conservadas entre proteínas Nr1Ap e Frm2p/Hbn1p. A nitrorredutase Frm2p possivelmente esteja atuando na via de sinalização lipídica, enquanto a função da Hbn1p é desconhecida. Entretanto, alguns estudos têm indicado que as nitrorredutases podem estar envolvidas na resposta a estresse oxidativo. Com o objetivo de esclarecer a função de Frm2p e Hbn1p, foi avaliada a sensibilidade de linhagens de levedura proficientes e deficientes em ambas proteínas ao estresse oxidativo, investigando a competência respiratória, as atividades de enzimas antioxidantes, a produção intracelular de espécies reativas de oxigênio (EROs) e a peroxidação lipídica. Os resultados mostram uma menor atividade basal de superóxido dismutase (SOD) e elevada sensibilidade a óxido de 4-nitroquinolina (4-NQO) e Nnitrosodietilamina (NDEA), indução de mutantes citoplasmáticos (petites), produção intracelular de EROs e peroxidação lipídica quando expostas a estes agentes geradores de superóxido nas linhagens frm2 , hbn1 e frm2 hbn1 . Ainda podemos observar elevada atividade basal de catalase (CAT), glutationa peroxidase (GPx) e conteúdo de glutationa (GSH) nas linhagens frm2 e frm2 hbn1. Estas linhagens possuem menor produção de EROs e peroxidação lipídica quando expostas aos agentes geradores de peróxidos H2O2 e t-BOOH. Isso sugere que a ausência da Frm2p é o fator responsável por estas alterações vistas. Portanto, neste trabalho foi mostrada a influência das nitrorredutases Frm2 e Hbn1 na resposta ao estresse oxidativo em S. cerevisiae, pela modulação da atividade das enzimas antioxidantes, SOD, CAT e GPx, bem como do conteúdo de GSH. Adicionalmente também foi constatado que as nitrorredutases Frm2p e Hbn1p provavelmente não atuam na metabolização de nitrocompostos. Estes resultados são consistentes com os dados encontrados na análise filogenética, que apontam estas proteínas como constituindo uma nova família de prováveis nitrorredutases ainda não caracterizada, encontrada em bactérias e fungos. / The nitroreductase family comprises a group of FMN (flavine mononucleotide) ou FAD (flavine adenine dinucleotíde oxidade)-dependent enzymes able to metabolize nitrosubstituted compounds using the reducing power of NADPH (nicotinamide adenine dinucleotide fosfate reduzide) or NADH (nicotinamide adenine dinucleotide reduzide). The nitroreductases can be found within bacterial species and, in a less extend, in eukaryotes. Two types of nitroreductase subgroups were characterized in bacteria: oxygen-insensitive or type I and oxygen sensitive or type II. In the yeast Saccharomyces cerevisiae two putative nitroreductase proteins, Frm2p and Hbn1p, were described. A feature of the nitroreductase family is our lack of knowledge about its biological function and evolutionary history. Taking into account these considerations, the purpose of this work was to elucidate the possible participation of these enzymes in response to oxidative stress as well as to determine the phylogenetic position of Frm2p and Hbn1p and the presence of homologous sequences in other prokaryotic and eukaryotic species. In order to obtain data about the phylogenetic position of Frm2p/Hbn1p, we performed an in-depth phylogenetic analysis of these proteins. The phylogenetic analysis of these proteins showed that bacterial cells have a Frm2p/Hbn1p-like sequences (termed NrlAp) which form a distinct clade within the fungal Frm2p/Hbn1p family. Hydrophobic cluster analysis (HCA) and three-dimensional protein modeling allowed us to compare conserved regions among NrlAp and Frm2/Hbn1p proteins. While Frm2p appears to act in the lipid signaling pathway, the function of Hbn1p is unknown. However, some works suggests a possible involvement from the nitroreductases in response the stress oxidative. In order to elucidate the functions of Frm2p and Hbn1p, we evaluate the sensitivity of proficient and deficient yeast strains for both proteins for oxidative stress, considering the respiratory competence, antioxidant enzyme activities, intracellular reactive oxygen species (ROS) production and lipid peroxidation. The results showed a weaker basal activity of superoxide dismutase (SOD) and higher sensitivity for 4-nitroquinoline-oxide (4-NQO) and NNitrosodiethylamine (NDEA), induction of petites, ROS production and lipid peroxidation when exposed the these superoxide generating agents. The results showed a higher basal activity of catalase (CAT), glutathione peroxidase (Gpx) and reduced glutathione (GSH) content in the single and double mutant strains frm2 and frm2 hbn1 . These strains were less ROS-producing and lipid peroxidation when exposed to peroxides-generating agents H2O2 and t-BOOH. Thus, the absence of Frm2p may be the event responsible for these alterations. Considering the data gathered in this work, we showed the influence of nitroreductases Frm2p and Hbn1p in response to oxidative stress in S. cerevisae yeast by modulation of antioxidant enzymes activities, such as SOD, CAT, GPx and GSH content. Additionally, it was showed that the nitroreductases Frm2p and Hbn1p are not envolved in the activation of nitrocompounds. Theses results are consistent with those found in the filogenetic analysis that indicated that theses proteins belong to the new bacterial and fungal Frm2p/Hbn1p nitroreductase-like family.

A percepção da dor resulta de inúmeros mecanismos de transmissão e codificação neural. Neste processo, participam diferentes moléculas e mensageiros químicos. Dados na literatura sugerem que as disfunções articulares afetam a função neural pela liberação de agentes pró-inflamatórios, como radicais livres de oxigênio e nitrogênio, resultando em dor crônica. Na lesão nervosa, uma alta produção de óxido nítrico (NO) e radicais superóxido (O2¯) resulta em formação de peroxinitrito (ONOO¯), um potente oxidante e agente citotóxico. Os sistemas antioxidantes regulam a produção de espécies reativas de oxigênio e envolvem inúmeras moléculas e enzimas de degradação. A manipulação articular vertebral de alta velocidade e baixa amplitude/quiropraxia parece ter influência sobre mecanismos de controle envolvidos na sensibilidade dolorosa. Uma vez que a oxi-hemoglobina é um agente redutor de ONOO¯, uma hipótese plausível para a ação analgésica da manipulação articular poderia ser o aumento do fluxo sanguíneo regional e diluição dos agentes pró-oxidantes formados localmente. Ainda, poderia atuar reduzindo a disponibilidade dos precursores do ONOO¯. A quiropraxia também poderia influenciar a atividade de enzimas envolvidas no equilíbrio entre pró- e antioxidantes. O presente estudo avaliou o efeito analgésico do tratamento de manipulação articular vertebral de alta velocidade e baixa amplitude em homens com cervicalgia crônica e a influência deste tratamento sobre parâmetros de estresse oxidativo e nitrosativo. Para avaliação da dor, utilizaram-se escala verbal numérica e o índice de incapacidade cervical. Os efeitos sobre o estresse oxidativo foram avaliados por medida da lipoperoxidação, determinada em eritrócitos e em plasma, pelas técnicas de quimiluminescência e xilenol laranja, respectivamente. As defesas antioxidantes foram determinadas em eritrócitos pela atividade das enzimas superóxido dismutase (SOD) e catalase (CAT). Determinaram-se também, os efeitos desse tratamento sobre as concentrações plasmáticas de nitritos+nitratos, metabólitos do NO. Para fins comparativos, foram feitas as mesmas determinações bioquímicas em amostras de homens saudáveis e assintomáticos para dor. Os valores de lipoperoxidação sanguínea em eritrócitos e em plasma não sofreram modificações significativas ao longo do tratamento. As concentrações plasmáticas de nitritos+nitratos também não modificaram significativamente e não diferiram dos valores obtidos em indivíduos controle. A atividade antioxidante da enzima SOD em indivíduos com dor foi similar àquela do controle assintomático antes e ao longo do tratamento. Contudo, observamos aumento significativo (P < 0,05) na atividade da enzima catalase ao longo do tratamento de manipulação articular vertebral em homens com cervicalgia (MD ± EP, antes: 3,49 ± 0,26 pmoles/mg prot; durante: 4,80 ± 0,45 pmoles/mg prot.; após tratamento: 5,30 ± 0,41 pmoles/mg prot). Ainda, os valores de catalase após o tratamento assemelharam-se aos valores encontrados em indivíduos saudáveis (4,35 ± 0,42 pmoles/mg prot). Os efeitos sobre esse sistema antioxidante foi acompanhado de redução na intensidade da dor percebida pelos pacientes (P < 0,05) e melhora nos índices de incapacidade cervical (P < 0,05). Além dos efeitos analgésicos percebidos pelos pacientes, a manipulação articular vertebral de alta velocidade e baixa amplitude/quiropraxia foi capaz de interferir positivamente no desempenho de componentes dos sistemas antioxidantes, como a enzima catalase. Contudo, estudos complementares são necessários para melhor compreensão dessa relação.